Компьютерный комплекс исследования основных функций микроконтроллеров Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Кочегаров И.И., Трусов В.А. КОМПЬЮТЕРНЫЙ КОМПЛЕКС ИССЛЕДОВАНИЯ ОСНОВНЫХ ФУНКЦИЙ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ

В настоящее время идет широкое внедрение микропроцессорной и микроконтроллерной техники в промышленность. В связи с этим появляется проблема подготовки квалифицированных специалистов, способных в кратчайшие сроки освоить новые типы устройств и применять их в собственных разработках.

Практически все производители современных микроконтроллерных предлагают эмуляторы выпускаемых устройств, предназначенные для полноценной отладки и создания программ на своих устройствах. Основной проблемой, появляющейся при освоении микроконтроллеров с использованием таких эмуляторов является высокий уровень начальной подготовки специалиста. Вследствие этого при обучении и подготовке специалистов на начальном этапе лучше применять более простые программные или программно-аппаратные комплексы. Затем, при достижении определенной квалификации, специалист уже без особых проблем переходит на эмуляторы такого класса.

Созданный несколько лет назад на кафедре КиПРА Пензенского Государственного университета программный модуль для изучения основных функций микропроцессоров(МП) хорошо зарекомендовал себя в учебном процессе, получил диплом Научно-технического общества РЭС имени А.С.Попова в 2 0 01 году. Данный модуль имеет в своем составе встроенную поддержку двух типов МП и, в соответствии со своей открытой и модульной архитектурой, легко может дополняться и расширяться.

Подобная структура хорошо подходит для использования пакета в образовательных целях. При разработке и отладке реальных программ (при создании, например, устройств на микроконтроллерах) приходится совершать ряд последовательных этапов: отладка алгоритма, компиляция программы; перевод в

формат, понимаемый программатором; прошивка микроконтроллера.

Предлагается программно-аппаратный комплекс для изучения основных типов микроконтроллеров и микропроцессоров, структура которого показана на рис. 1.

Рис.1. Структурная схема программно-аппаратного комплекса.

В этом случае используется интеллектуальная программа-оболочка, позволяющая пользователю пройти все этапы, начиная от изучения основных (и не только) функций данного МП и заканчивая прошивкой микроконтроллера, т.е. создания готового работающего устройства.

53 IDA - BI2051.EXE

Fjle Edit Jump Search View Options Windows Help

dal «-!->! afel"

IDA View-А |

I Nlxl -1*1 si; -I и -I у I н| kM /1 lUhal^li^lu S'-n ®

seg000:011D PROGRAM proc near

seg000:011D

seg000:011D иаМОв = byte ptr 100fl

seg00O:011D

seg000:011D call @ SijstemlnitSqu ; Susterilnit(uoid)

seg000:0122 call sub_57_80

seg000:0127 push bp ■ “

seg000:0128 mou bp, sp

seg000:012A sub sp, 100h

seg000:012E mou di, offset unk_14*i_9DE

seg000:0131 push ds

seg000:0132 push di

seg000:0133 call ewriteLn$qm*iText ; WriteLn(uar f: Text)

seg000:0138 mou di, offset unk_14*i_9DE

seg000:013B push ds

seg000:013C push di

seg000:013D mou di, offset aBlouitTm2051Ue ; " BlouIT (tm) 2051 uer 1.0 be"

seg000:01«i0 push cs

seg000:0Hi1 push di

seg000:01«i2 xor ax, ax

seg000:01«i4 push ax

seg000:01H5 call ewrite$qm*iTextm6String4Uot'd ; Write(uar f; s: String; width: Word)

segUUU: Uliifl call ewriteLn$qm*iText ; WriteLn(uar f: Text)

seg000:01UF mou di, offset unk_14*i_9DE

seg000:0152 push ds

seg000:0153 push di

seg000:0154 mou di, offset aHttpSistudio__c ; "http://sistudio.con for schematics and "

seg000:0157 push cs

Flushing buffers, please wait... ok

File 'E:\B12051 .EXE' is successfully loaded into the database. Compiling file 'D:\IKo\Hack\IDA ProVidc'v.ida.idc'...

Executing function 'main1...

Compiling hie DAIK.o\Hack\IDA Pro\idc\onload.idc...

Executing Function UnLoad...

IDA is analysing the input tile...

You may start to enplore the input file right now.

Symbol information file: DAIKo^HackMDA Pro\ids\flirtStp.ids Using FLIRT signature: Turbo Pascal V5.0/5.5/6.0/7.0 The initial autoanalysis is finished.

Рис.2. Рабочее окно дизассемблера.

В программном комплексе используются хорошо зарекомендовавшие себя программы, например, в качестве дизассемблера применяется интерактивный дизассемблер IDA [2], обладающей обширной библиотекой поддерживаемых процессоров, которая пополняется разработчиками (www.datarescue. com) и самими пользователями. При этом, вследствие своей модульности, пользователь может использовать также любую другую программу.

Рис.3. Рабочее окно программатора.

В качестве программатора исполь зуется разработка фирмы Фитон. На рис.3 приведено рабочее окно программатора.

В результате использования описываемого комплекса в учебном процессе, студенты смогут пройти весь цикл разработки микропроцессорного устройства начиная с классического І8080 и заканчивая современными широко используемыми микроконтроллерами семейства РІС.

В последнее время во многих отраслях промышленности, в быту все чаще используются встроенные системы управления (автоэлектроника, высокотехнологичная бытовая техника, различные электронные счетчики и многое другое). Знание микропроцессорной техники и умение её применять сможет сделать новые разработки более удобными для применения и, следовательно, конкурентоспособными.

Таким образом, применение этого комплекса позволит поддерживать знания конструкторов и разработчиков на современном уровне, оперативно и качественно внедрять новые разработки в производство.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ровдо А.А. Микропроцессоры от 8086 до Pentium III Xeon и AMD-K6-3.-М.: ДМК, 2000.-592с.: ил.

2. Касперски К. Образ мышления - дизассемблер IDA.-М.: Солон-Р, 2001.-478с.: ил.